Припой для бесфлюсового лужения сплавов тербий-железо

 

Изобретение относится к пайке, в частности к составам припоя, и может быть использовано для лужения изделий из труднопаяемых сплавов системы тербий - железо с последующей пайкой различными по составу низкотемпературными припоями. Цель изобретения - повышение прочности паяного соединения. Припой имеет следующий состав в мас.%: галлий 29-31

индий 23-25

олово 14-16

тербий 0,5-0,7

железо 0,3-0,5

свинец остальное. Температура плавления припоя находится в пределах 17-150°С, т.е. интервал пастообразного состояния составляет 132°С. Глубина проникновения припоя по границам зерен в зависимости от температуры лужения равна: при 50°С - 25 мкм, при 100°С - 39 мкм, при 150°С - 82 мкм. При этом прочность паяного соединения образцов из сплава системы тербий - железо с предварительным лужением данным припоем и дальнейшей пайкой припоями ПОС-61М и ПОСК-36-13 соответственно равна 4,5 и 5,4 кгс/мм 2. Припой применяется в пастообразном состоянии для пайки сплава тербий-железо с другими металлами, например с медью. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л 823 К 35/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4390863/31-27 (22) 09.03.88 (46) 07.09.90. Бюл. М 33 (72) Я.В. Наглюк, Л.М. Сандлер, П.Г. Яковенко, Ю.Г. Котлов и А.Д. Соловьев (53) 621,791.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 425755, кл. В 23 К 35/26, 03.04,72, (54) ПРИПОЙ ДЛЯ БЕСФЛЮСОВОГО ЛУЖЕНИЯ СПЛ) ВОВ ТЕРБИЙ-ЖЕЛЕЗО (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составам припоя, и может быть использовано для лужения изделий из труднопаяемых сплавов системы тербий— железо с последующей пайкой различными по составу низкотемпературными припоями, Цель изобретения — повышение прочности паяного соединения. Припой имеет

Изобретение относится к пайке, в частности к составам припоя, и может быть использовано для лужения изделий из труднопаяемых сплавов системы тербийжелезо с последующей пайкой различными по составу низкотемпературными припоями.

Цель изобретения — повышение прочности паяного соединения.

Припой имеет следующий состав, мас.%:

Галл ий 29 — 31

Индий 23 — 25

Олово 14 — 16

Тербий 0,5 — 0,7

Железо 0,3 — 0,5

Свинец Остальное

БЫ 1590295 А1 следующий состав, мас, : галлий 29-31; индий 23-25; олово 14-16; тербий 0,5 — 0,7; железо 0,3-0,5.; свинец остальное.

Температура плавления припоя находится в пределах 17-150 С, т.е. интервал пастообразного состояния составляет 132 С,Глубина проникновения припоя по границам зерен в зависимости от температуры луЖения равна: при 50 С вЂ” 25 мкм: при 100 С—

39 мкм, при 150 С вЂ” 82 мкм. При этом прочность паяного соединения образцов из сплава системы тербий — железо с предварительным лужением данным припоем и дальнейшей пайкой припоями ПОС-61М и

ПОСК-36-13 соответственно равна 4,5 и

5,4 кгс/мм . Припой применяется в пастообразном состоянии для пайки сплава тербий— железо с другими металлами, например с медью. 1 табл, Данное соотношение галлия, индия и олова в припое обусловлено тем, что именно при таком их содержании образуется легкоплавкая эвтектика, за счет чего снижается температура начала плавления припоя до 17 — 18 С, что и позволяет вести лужение сплава тербий-железо при комнатной температуре.

Введение свинца обусловлено тем, что галлий со свинцом образуют значительную область несмешиваемости в жидком состоянии и в этой области добавка свинца в галлий не изменяет температуру плавления галлия. Поэтому наличие свинца и распределение других элементов позволяют придать припою пастообразное состояние в широком температурном интервале (17150 С).

1590295!

Введение тербия и железа обусловлено ем, что при наличии в галлийсодер>кащем рипое основного паяемого металла, в дан ном случае тербия и железа, снижает про никновение галлиевых припоев по границам зерен основного металла. Это способствует повышению качества пайки, т,е, возрастает прочность паяного соединения, следовательно, одновременное введение в припой свинца, тербия и железа при аспределении всех компонентов в предагаемых пределах позволяет снизить темературу плавления и обеспечить астообразное состояние припоя в широом температурном интервале, а также поволяет повысить прочность паяного соединения, Припой выплавляют в алундовых тиглях в атмосфере аргона с использованием ин цукционного нагрева.

В таблице приведены примеры выполнения и физико-механические и технологи ческие свойства и рипая.

Пайка образцов, изготовленных из сплавов двухкомпонентной системы тер 6ий-железо, осуществляется стандартными, припоями ПОС61М и ПОСК 36-13 после гпредварительного лужения предложенным припоем, Оптимально установленное количество компонентов, входящих в состав предлагаемого припоя. обуславливается следующими причинами.

При содержании введенных в состав ,:припоя свинца выше максимально заявляе мого, а тербия и железа ниже минимально заявляемого значения повышается темпе.ратура начала плавления припоя, уменьшается интервал пастообразного состояния и за счет увеличения глубины проникновения припоя по границам зерен основного паяемого металла снижается прочность паяного соединения. Поэтому дальнейшее повышение содержания свинца и снижение тербия; железа, а также галлия, индия и олова в припое нецелесообразно. При содержании введенных в состав припоя свинца ниже минимально за я вляемого, а также тербия и железа выше максимально заявляемого значения снижается температура полного расплавления припоя, что приводит к уменьшению температурного интервала пастообразного состояния припоя. При этом глубина проникновения припоя по границам зерен основного паяе5 мого металла и прочность паяного соединения практически не изменяются. Поэтому дальнейшее понижение содержания свинца и повышение содержания тербия и железа, а также галлия, индия и олова в припое

10 нецелесообразно.

Как видно из таблицы, именно такой оптимально установленный состав компонентов позволяет обеспечить пастообразное состояние припоя от 17 до 150 С, т.е. в

15 интервале 133 С. Именно такой широкий интервал пастообразного состояния припоя обеспечивает его нанесение на поверхность изделия сложной конфигурации.или расположенную в положении, отличном от гори20 зонтального, Причем за счет снижения температуры начала плавления припоя до

17 С появилась возможность производить нанесение его на поверхность изделия при комнатной температуре с последующей тер25 мообработкой или без нее. Кроме того, заметно уменьшается глубина проникновения припоя по границам зерен основного металла и в 1,3 раза повышается прочность паяного соединения.

30 Предлагаемый состав припоя целесообразно использовать при пайке сплавовдвухкомпонентной системы тербий-железо с другими металлами, например медью. Примером такого применения может служить

35 пайка мишеней тербий-железо с медью для вакуумного осаждения тонких пленок, Формула изобретения

Припой для бесфлюсового лужения

40 сплавов тербий-железо, содержащий галлий, индий, олово и свинец, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности паяемого соединения, QH дополнительно сО держит тербий и железо при следующем

45 соотношении компонентов, мас, g,:

Галл ий 29 — 31

Индий 23-25

Олово 14 — 16

Тербий 0,5-0,7

50 Железо 0.3-0,5

Свинец Остальное

1590295

2 и о

A С с

u-, оЬ

С: С »

lo о

Z х

С1

Ф

Ф о

Х

Ф. о с

Е

С1 с о о

Ф

CL л

IЩ а

Ф C

Е

CU

I—

CV

С0

Р»

Г» Ф о о

LC»

C) С 1 о Ф о

СС» о

LA <О о о л

C) s X о с

О.

C о

lZ

Z о с

О С

X

З

Z

CCI (I)

Щ л

Щ х Я

ClI с

I Cg

ОФ s

z. à Фс

Ф Ф

CSO

Z Ф s

0Î Z

О Б о о х Ф X

oos

С10о os

Е )аou с о и Is v

? О Х

Ф X Ф

Ф

0 O к х Ф с

5 Ф д Ф

O CCI а с

CCI х Ф

Е с

Ц IX

К

ЛО I с с

s

С1 с о к о о

Хсо

Ф I а

Ф

X о <

Ф О

Ф о аоооlx о

>- CCI O .

ФОЛОZ

CU o о Ф щ и

ОСФ

Ощс с а

CCI с д т щ х 5

X 2 х

Ф

% о с С

Ф

С1

C и

Z

Ф л с

О

О о

D с

Ф

CL

CCI С

Ф а

C о с л о с

Ф

5 л о о